超分子化学を利用した高屈折率材料の開発

利用超分子化学开发高折射率材料

• 批准号: 19655084
• 负责人: 工藤 宏人
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kanagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19655084/
• 关键词: 高屈折率; 超分子化学; カウンターアニオン; ヨウ素; ポリマー; 超分子; 包接; 屈折率変化; 合成; クラウンエーテル; 機能性ポリマー; 高屈折率; 超分子化学; カウンターアニオン; ヨウ素; ポリマー; 超分子; 包接; 屈折率変化; 合成; クラウンエーテル; 機能性ポリマー

1-アザ-18-クラウン-6-エーテル(1-Aza-18-C-6)骨格を有するスチレンタイプのモノマー(VBA18-C-6)を合成し、そのラジカル重合により対応するポリマー(M_n=1-2万程度)を合成した。合成したポリマーをシリコンウエハー上へのスピンコートにより薄膜を形成させた。形成したポリマーの薄膜をKI水溶液中に24時問浸漬した。その結果、フィルムが水に溶解して、膜圧の減少が起こり、正確な屈折率の評価は困難であった。そこで、架橋膜の作成を試みた。架橋部位としてオキセタニル基を有するスチレン誘導体を合成し、このモノマーとVBA18-C-6との共重合(仕込み比;10:1)を行い、合成したポリマーのフィルムを作成し、光架橋させ、水に不溶な架橋膜を作成した。次に、このポリマーフィルムをKI又はLiI水溶液に浸漬し、屈折率を測定した。しかし、ポリマーフィルムの屈折率の上昇は観測されなかった。このことからポリマーフィルムが光架橋したことにより、ポリマーの膨潤性が低下したために、包接化が起こらなかったと思われる。そこで、次に架橋部位の割合を減らした共重合(仕込み比;10:0.5)を行い、同様の検討を行った結果、薄膜の位置によっては屈折率が大幅に上昇し、屈折率は2.39まで上昇することが判明した。しかしながら、薄膜の表面は均一ではなく、位置によっては屈折率が全く上昇せずに、むしろ低下する部位も存在した。このことは、カリウム塩が包接することによって、そのカウンターイオンのヨウ素により屈折率は大きく上昇しているが、その包接挙動が均一的に進行していないことを示した。均一に包接を進行させ、かつ包接後のポリマー薄膜が良好な均一膜を保てるポリマーを分子設計することが出来れば、2.0以上の高屈折率を有する薄膜が開発できる可能性を示した。

合成了具有1-Aza-18-Crown-6-乙醚（1-Aza-18-C-6）主链的苯乙烯型单体（VBA18-C-6），并合成了相应的聚合物（M_N =大约10,000至20,000）。将合成的聚合物旋转到硅晶片上以形成薄膜。在24:00将聚合物的形成的薄膜浸入水溶液中。结果，膜溶于水，导致膜压力降低，因此难以准确评估折射率。因此，我们试图制作一部交联电影。合成了具有氧苯甲酰基作为交联位点的苯乙烯衍生物，并将单体与VBA18-C-6共聚（进食比：10：1），以制备合成聚合物，Photocrossled的膜，并在水中产生了不溶于水的交联膜。接下来，将该聚合物膜浸入水溶液或LII溶液中，并测量折射率。但是，未观察到聚合物膜的折射率增加。这表明聚合物膜的光链接链接降低了聚合物的肿胀特性，因此没有发生包含。因此，然后以降低的交联位点的比例进行共聚（进食比：10：0.5），并进行了类似的研究，发现根据薄膜的位置，折射率将大大增加，折射率将大幅增加，折射率将上升至2.39。但是，薄膜的表面并不均匀，在某些地点，折射率根本根本没有上升，在某些位置，有所减少。这表明含钾盐的含钾导致折射率显着增加，因为抗离子的碘含量，但纳入行为并不均匀进展。如果可以设计聚合物以允许均匀包含并在包含后保持良好的均匀膜，则已经证明可以开发具有高折射率高的薄膜，高度为2.0或更高。